Bacillus subtilis CS13 was previously isolated for 2,3-butanediol (2,3-BD) and poly-γ-glutamic acid (γ-PGA) co-production. When culturing this strain without L-glutamic acid in the medium, 2,3-BD is the main metabolic product. 2,3-BD is an important substance and fuel with applications in the chemical, food, and pharmaceutical industries. However, the yield and productivity for the B. subtilis strain should be improved for more efficient production of 2,3-BD. The medium composition, which contained 281.1 g/L sucrose, 21.9 g/L ammonium citrate, and 3.6 g/L MgSO4·7H2O, was optimized by response surface methodology for 2,3-BD production using B. subtilis CS13. The maximum amount of 2,3-BD (125.5 ± 3.1 g/L) was obtained from the optimized medium after 96 h. The highest concentration and productivity of 2,3-BD were achieved simultaneously at an agitation speed of 500 rpm and aeration rate of 2 L/min in the batch cultures. A total of 132.4 ± 4.4 g/L 2,3-BD was obtained with a productivity of 2.45 ± 0.08 g/L/h and yield of 0.45 g2,3-BD/gsucrose by fed-batch fermentation. The meso-2,3-BD/2,3-BD ratio of the 2,3-BD produced by B. subtilis CS13 was 92.1%. Furthermore, 89.6 ± 2.8 g/L 2,3-BD with a productivity of 2.13 ± 0.07 g/L/h and yield of 0.42 g2,3-BD/gsugar was achieved using molasses as a carbon source. The production of 2,3-BD by B. subtilis CS13 showed a higher concentration, productivity, and yield compared to the reported generally recognized as safe 2,3-BD producers. These results suggest that B. subtilis CS13 is a promising strain for industrial-scale production of 2,3-BD.

中文翻译：

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枯草芽孢杆菌CS13大规模生产2,3-丁二醇的工艺优化

预先分离出枯草芽孢杆菌CS13进行2，3-丁二醇（2,3-BD）和聚-γ-谷氨酸（γ-PGA）联产。当在培养基中培养不含L-谷氨酸的菌株时，2,3-BD是主要的代谢产物。2,3-BD是重要的物质和燃料，可用于化学，食品和制药行业。但是，应该提高枯草芽孢杆菌菌株的产量和生产率，以更有效地生产2,3-BD。使用枯草芽孢杆菌CS13通过响应面方法优化了培养基组成，其中包含281.1 g / L蔗糖，21.9 g / L柠檬酸铵和3.6 g / L MgSO4·7H2O，以生产2,3-BD。96小时后，从优化的培养基中获得了最大量的2,3-BD（125.5±3.1 g / L）。2的最高浓度和生产率 在分批培养中，以500 rpm的搅拌速度和2 L / min的充气速率同时获得3-BD。通过分批补料发酵获得总计132.4±4.4g / L的2，3-BD，产率为2.45±0.08g / L / h，产量为0.45g2，3-BD /蔗糖。枯草芽孢杆菌CS13产生的2，3-BD的中观2，3-BD / 2，3-BD比率为92.1％。此外，使用糖蜜作为碳源，获得了89.6±2.8g / L的2，3-BD，产率为2.13±0.07g / L / h，产率为0.42g2，3-BD /糖。与报道的公认的安全的2,3-BD生产者相比，枯草芽孢杆菌CS13生产2,3-BD具有更高的浓度，生产率和产量。这些结果表明，枯草芽孢杆菌CS13是工业规模生产2，3-BD的有希望的菌株。通过分批补料发酵获得总计132.4±4.4g / L的2，3-BD，产率为2.45±0.08g / L / h，产量为0.45g2，3-BD /蔗糖。枯草芽孢杆菌CS13产生的2，3-BD的中观2，3-BD / 2，3-BD比率为92.1％。此外，使用糖蜜作为碳源，获得了89.6±2.8g / L的2，3-BD，产率为2.13±0.07g / L / h，产率为0.42g2，3-BD /糖。与报道的公认的安全的2,3-BD生产者相比，枯草芽孢杆菌CS13生产2,3-BD具有更高的浓度，生产率和产量。这些结果表明，枯草芽孢杆菌CS13是工业规模生产2，3-BD的有希望的菌株。通过分批补料发酵获得总计132.4±4.4g / L的2，3-BD，产率为2.45±0.08g / L / h，产量为0.45g2，3-BD /蔗糖。枯草芽孢杆菌CS13产生的2，3-BD的中观2，3-BD / 2，3-BD比率为92.1％。此外，使用糖蜜作为碳源，获得了89.6±2.8g / L的2，3-BD，产率为2.13±0.07g / L / h，产率为0.42g2，3-BD /糖。与报道的公认的安全的2,3-BD生产者相比，枯草芽孢杆菌CS13生产2,3-BD具有更高的浓度，生产率和产量。这些结果表明，枯草芽孢杆菌CS13是工业规模生产2，3-BD的有希望的菌株。枯草芽孢杆菌CS13产生的3-BD为92.1％。此外，使用糖蜜作为碳源，获得了89.6±2.8g / L的2，3-BD，产率为2.13±0.07g / L / h，产率为0.42g2，3-BD /糖。与报道的公认的安全的2,3-BD生产者相比，枯草芽孢杆菌CS13生产2,3-BD具有更高的浓度，生产率和产量。这些结果表明，枯草芽孢杆菌CS13是工业规模生产2，3-BD的有希望的菌株。枯草芽孢杆菌CS13产生的3-BD为92.1％。此外，使用糖蜜作为碳源，获得了89.6±2.8g / L的2，3-BD，产率为2.13±0.07g / L / h，产率为0.42g2，3-BD /糖。与报道的公认的安全的2,3-BD生产者相比，枯草芽孢杆菌CS13生产2,3-BD具有更高的浓度，生产率和产量。这些结果表明，枯草芽孢杆菌CS13是工业规模生产2，3-BD的有希望的菌株。